Водоводяные подогреватели — источник присосов и утечек воды в тепловых сетях

Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства ВИЭСХ Водоводяные подогреватели — источник присосов и утечек воды в тепловых сетях.

К.т.н. Б. Я. Каменецкий,

ведущий научный сотрудник,

г. Москва

Присосы необработанной воды в тепловую сеть более вредны, чем утечки, т.к. приводят к ухудшению качества сетевой воды, главным образом к росту жесткости.

Повышение жесткости сетевой (котловой)воды сверх допустимых значений является причиной опасного образования слоя накипи на внутренней поверхности труб топочных экранов водогрейных котлов [1].

Обнаруженные многочисленные тепловые повреждения экранных труб водогрейных котлов рассматриваются как следствие образования накипи на лобовой стороне труб, приводящей к чрезмерному росту температур и термических напряжений металла труб.

Такие повреждения экранных труб имели место, например, в котлах ПТВМ-30 в производственно-отопительной котельной г. Королева Московской обл. [2].

При этом жесткость котловой (сетевой) воды составляла 0,25−0,3 мг-экв/кг, хотя жесткость добавочной воды для компенсации потерь, прошедшей обработку в фильтрах ХВО, не превышала 0,1 мг-экв/кг. Единственная причина такого несоответствия — присосы необработанной, жесткой воды в тепловую сеть.

Низкая надежность работы топочных экранов водогрейных котлов побудила персонал котельной более внимательно подойти к поиску присосов воды в теплосеть, хотя ранее все внимание уделялось устранению утечек.

Считалось, что присосы в сеть невозможны, поскольку давление воды в тепловых сетях больше, чем давление воды в системе горячего водоснабжения (ГВС), в частности, в водоводяных подогревателях (ВВП). Однако, как оказалось, это не так.

В рассмотренной выше отопительной сети для приготовления горячей воды ГВС, жесткость которой составляла 2,4−3 мг-экв/кг, а давление 5−6 атм. Эта вода нагревалась, проходя последовательно через трехступенчатый ВВП (длиной 4 м, поверхность нагрева 28 м2), установленный на ЦТП.

Греющей средой служила вода из прямой линии тепловой сети, давление которой составляло 5−6 атм (в летний период) и 8 атм (зимой).

Давление воды в обратной линии сети 2,5−3,7 атм соответственно. Изменение давления и температуры воды ГВС и сетевой воды по длине ВВП представлено на рисунке.

Подобная ситуация на ВВП сложилась и в другом ЦТП.

Как видим, в первой ступени ВВП давление сетевой воды всегда ниже, чем давление воды системы ГВС, что создает условия для присосов необработанной воды ГВС в сетевую воду при неплотностях ВВП.

Это предположение подтвердилось: при осмотре первой ступени ВВП действительно обнаружены поврежденные трубки и неплотности в трубных досках. Во 2 и 3 ступенях ВВП, наоборот, возможны перетечки воды из сети в систему ГВС, поскольку давление сетевой воды выше, чем воды ГВС.

Оценим величину присосов воды ГВС в сетевую воду.

Принимая, что утечки воды компенсируются добавочной водой и присосами, имеем:

Dу=Dд+Dпр, (1).

где Dу, Dд, Dпр — соответственно расход утечек, добавочной воды и присосов.

Из уравнения солевого баланса тепловой сети при установившемся режиме:

Dу.Cс=Dд.Cд+Dпр.Cпр, (2).

где Cпр, Cд, Cс — соответственно жесткость присосов, добавочной воды и сетевой воды (утечек).

Решая совместно уравнения (1) и (2), получим:

Dпр=Dд.(Cс-Cд)/(Cпр-Cс). (3).

вода накипь жесткость котёл Примем для условий летнего периода работы тепловой сети: Dд=12 т/ч, Cд=0,1 мг-экв/кг, Cс=0,26 мг-экв/кг, Cпр=2,4 мг-экв/кг. В этом случае величина присосов Dпр составляет 0,9 т/ч.

В зимний период работы давление в тепловой сети возрастает, но давление в обратной линии (3,7−3,9 атм) все же оказывается меньшим, чем давление воды ГВС в 1 ступени ВВП, что создает условия для поступления городской воды в сеть.

Давление сетевой воды во 2 и 3 ступенях ВВП больше, чем воды ГВС, что является причиной утечек. Утечки сетевой воды можно установить по снижению жесткости воды ГВС в ВВП.

Таким образом, источником присосов необработанной жесткой воды в тепловую сеть является ВВП системы ГВС. Утечки сетевой воды тоже сосредоточены в ВВП.

В заключение надо отметить, что ведомственная разобщенность котельных и тепловых сетей часто мешает обнаружению и устранению присосов и утечек воды.

• 1. Каменецкий Б. Я. Образование отложений накипи в отопительных котлах // Водоснабжение и санитарная техника. 1985. № 7. С. 20−21.
• 2. Каменецкий Б. Я. Обоснование норм жесткости воды водогрейных котлов // Теплоэнергетика. 2005. № 7. С. 60−62.